JP2017509857A - 軽量外傷低減防護服 - Google Patents

Abstract

軟質防護服として特に有用な多層積層構造は、ポリオレフィン接着剤を用いて互いに接合させたアラミド布、熱可塑性シート、またはポリオレフィン布の層を有する。熱および圧力下で層のスタックを連結させることで、インドの防護服規格に要求されるような軽量および低外傷の外傷パックが得られる。

Description

本発明は、耐弾道性軟質防護服に特に好適な外傷低減ラミネート、およびそれらの製造方法に関する。

防護服研究の主目的は、低コストで軽量で着用が快適な耐弾道衝撃性を有するシステムを開発することである。インドの防護服の規格では、弾道衝撃下で発射体が停止すべきこと、および試験中の防護服の後ろの粘土証拠物中への貫通深さが２５ｍｍを超えるべきではないことが必要である。貫通深さがこの値を超えると、着用者は重篤な鈍的外傷を受けることがある。弾道保護用の基材としてアラミドおよび超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）が使用されている。これらの高性能繊維は、低密度、高強度、および高エネルギー吸収を特徴とする。しかし、典型的な弾道脅威への保護要件を満たすためには、使用される布の種類により約２０〜５０層の布が必要となる。結果として防護具は重くなり、低外傷要件、例えば２５ｍｍ以下に適合しない場合がある。

２００７年７月のＮＩＪ ０１０１．０６：“Ｂａｌｌｉｓｔｉｃ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｂｏｄｙ Ａｒｍｏｒ”などの試験において、仮想着用者が受ける衝撃または外傷の重篤度を定量化する手段として、発射体の衝突後のクレイボックス（ｃｌａｙ ｂｏｘ）上の背面形跡（ｂａｃｋｆａｃｅ ｓｉｇｎａｔｕｒｅ）の深さが使用される。

発射体の衝突によって人が受ける衝撃を減少させる弾道防護具の製造方法が記載される文献報告がいくつか存在する。

Ｌｅｅによる英国特許第２２３２０６３号明細書には、２つの平行な繊維材料層と、それらに挟まれ２つの平行な層の面に対して垂直の延在する複数のポリプロピレン（ＰＰ）繊維とを含む外傷低減保護シールドが記載される。衝撃を受けると、樹脂が含浸されてもよい垂直の繊維が押しつぶされて、発射体の運動エネルギーを吸収し散逸し、それによって外傷の強さが減少する。

Ｂｏｅｔｔｇｅｒらによる国際公開第２００６１３６３２３号パンフレットには、プラスチック材料の少なくとも１つのパネルと、パネルに固定され、ＡＳＴＭ Ｄ７２６９に準拠して測定して少なくとも９００ＭＰａの引張強度を有する繊維を有するヤーンからなる少なくとも１つの織布層とを含む外傷低減パックであって、プラスチック材料は、例えばＰＰテープなどの自己強化熱可塑性材料であり、これらは互いに密接に接触し高温で互いに接合される、外傷低減パックが開示されている。これらの構造は、背面形跡をわずかに軽減することができ、さらには可燃性の問題が発生する。

Ｍｏｒｉｎらによる国際公開第２００７０２１６１１号パンフレットには、海洋、自動車、および電子用途に好適な接着剤を用いてアラミド繊維の間に挟まれた高モジュラスポリオレフィン繊維、特にＰＰテープ繊維を含む構造が開示されている。しかし、これらの構造は剛性で硬く、そのため着用者が不快になる場合がある。

Ｂａｄｅｒらによる米国特許出願公開第２０１２０２４０７５６号明細書には、ポリオレフィン接着剤によって互いに接合したアラミドまたはポリオレフィンの織布の複数の層を含む外傷低減ラミネートが開示されている。

当技術分野において報告される構造は、それらの適用範囲がＮＩＪ ０１０１．０６に規定される環境試験プロトコルに適合するようには対応しない。また、報告されている構造は、インドの状況に望ましい低背面形跡（２５ｍｍ未満）のための特殊な要求にも対応しない。また、当技術分野において報告される構造は、コストおよび軽量の要件に適合しない。

したがって、鈍的外傷からより強く保護し、当技術分野において周知の外傷パックよりも生存率が増加し、着用が快適となる、より軽量でより良好な性能の外傷パックが非常に必要とされている。

本発明の一態様は、外傷低減パックであって、
（ｉ）少なくとも９００ＭＰａの引張強度を有し、４４４〜１１１１ｄｔｅｘの線密度を有するヤーンを含むアラミド布の少なくとも１つの第１の層であって、上記布が内面および外面を有する第１の層と、
（ｉｉ）少なくとも６０ＭＰａの引張強度を有する熱可塑性シート、または少なくとも９００ＭＰａの引張強度を有するヤーンを含む熱可塑性不織布の少なくとも１つの第２の層であって、上記シートまたは不織布が内面および外面を有する第２の層と、
（ｉｉ）７０〜１５０℃の融点を有するポリオレフィン接着剤とを含み、
少なくとも１つの第１の層と少なくとも１つの第２の層とがポリオレフィン接着剤によって互いに接合される、外傷低減パックである。

本発明の別の一態様は、外傷パックを含む防護服である。

本発明は、添付の図面で例示され、図面全体で異なる図中の同様の参照番号は対応する部分を示す。

パラアラミド−ポリカーボネート（ＰＣ）ラミネートの断面図である。 別のパラアラミド−ＰＣラミネートの断面図である。 パラアラミド−パラアラミドラミネートの断面図である。 パラアラミド−ポリオレフィンラミネートの断面図である。 別のパラアラミド−ポリオレフィンラミネートの断面図である。 別のパラアラミド−パラアラミドラミネートの断面図である。

弾道体に抵抗するのに好適な外傷パックのための多層積層構造は、接着剤を用いて別の布またはシート層と互いに接合された少なくとも１つのアラミド布層を含む複数の層を含む。

ある実施形態においては、本発明による耐弾道性多層積層構造に使用されるアラミド布層は、繊維でできた連続フィラメントヤーンでできている。本明細書における目的のためには、用語「繊維」は、比較的可撓性であり、その長さに対して垂直の断面領域にわたる幅に対する長さの比が大きい、巨視的に均一の物体として定義される。繊維の断面はあらゆる形状であってよいが、典型的には円形である。本明細書において、用語「フィラメント」は用語「繊維」と同義で使用される。

「アラミド」は、アミド（−ＣＯＮＨ−）結合の少なくとも８５％が２つの芳香環に直接結合するポリアミドを意味する。好適なアラミド繊維は、Ｍａｎ−Ｍａｄｅ Ｆｉｂｅｒｓ − Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌｕｍｅ ２，Ｓｅｃｔｉｏｎ ｔｉｔｌｅｄ Ｆｉｂｅｒ−Ｆｏｒｍｉｎｇ Ａｒｏｍａｔｉｃ Ｐｏｌｙａｍｉｄｅｓ，ｐａｇｅ ２９７，Ｗ．Ｂｌａｃｋ ｅｔ ａｌ．，Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，１９６８に記載されている。アラミド繊維およびそれらの製造は、米国特許第４，１７２，９３８号明細書、米国特許第３，８６９，４２９号明細書、米国特許第３，８１９，５８７号明細書、米国特許第３，６７３，１４３号明細書、米国特許第３，３５４，１２７号明細書、および米国特許第３，０９４，５１１号明細書にも開示されている。好ましいアラミドはパラアラミドである。好ましいパラアラミドは、ＰＰＤ−Ｔと記載されるポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）である。

布は、織布、一方向布、二方向布などの多方向布、または不織布であってよい。

「一方向（ＵＤ）布」は、成分ヤーンまたは繊維が布の面内の平行な方向に整列している布層（プライ）を意味する。

「多方向布」は、１つのＵＤ布層中のヤーンまたは繊維の方向が、次の層中のヤーンまたは繊維の方向に対してずれている複数の一方向布層を含む布を意味する。一実施形態において、本発明の「多方向アラミド」布は、布の機械方向に対して＋４５／−４５°の方向で整列したヤーンを有するパラアラミドヤーンの一方向布の２つの層を含む。多方向布は、ＵＤ布層の面に直交する方向でＵＤ布層を通って縫われるポリエステルヤーン結合糸をさらに含む。機械方向は、布の面内の長い方向、すなわち機械によって布が製造される方向である。一方向布の２つの層を含む多方向布は二方向布とも呼ばれる。

本明細書において、用語「不織布」は、多数の不規則に配向した繊維を含むウェブを意味する。「不規則に配向した」は、繊維が肉眼で識別できる長い繰り返し構造を有さないことを意味する。ウェブに強度および完全性を付与するために、繊維を互いに結合させることができるし、または接合させずに絡ませることができる。繊維は、ステープル繊維または連続繊維であってよく、１つの材料を含むことができるし、または異なる繊維の組合せとして、または異なる材料からそれぞれ構成される類似の繊維の組合せとして多数の材料を含むことができる。

不織布またはウェブは、例えば、メルトブロー法、スパンボンド法、および接合カードウェブ法などの多くの方法から形成されている。不織布の坪量は、通常は１平方ヤード当たりの材料のオンス数（ｏｓｙ）または１平方メートル当たりのグラム数（ｇｓｍ）の単位で通常は表され、有用な繊維直径は、通常はミクロンの単位で表される。

本明細書において使用される場合、用語「スパンボンド繊維」は、例えばＡｐｐｅｌらに付与された米国特許第４，３４０，５６３号明細書、およびＤｏｒｓｃｈｎｅｒらに付与された米国特許第３，６９２，６１８号明細書、Ｍａｔｓｕｋｉらに付与された米国特許第３，８０２，８１７号明細書、Ｋｉｎｎｅｙに付与された米国特許第３，３３８，９９２号明細書および米国特許第３，３４１，３９４号明細書、米国特許第３，５０２，７６３号明細書、およびＤｏｂｏらに付与された米国特許第３，５４２，６１５号明細書のように、押出成形されるフィラメントの直径を有するスピナレットの複数の微細で通常は円形の細孔からフィラメントとして溶融熱可塑性材料を押出成形し、次に急速に縮めることによって形成される小さな直径の繊維を意味する。スパンボンド繊維は、全体的に連続で７ミクロンを超える大きさであり、特に、通常は約１５〜５０ミクロンの間である。

テープは、高度に配向した非フィラメント状ポリオレフィンシートを意味する。好ましくはテープが、互いに直行して配置され接着フィルムまたはスクリムによって接合された２つの交差して重ね合わせたシートを含み、このような配置は場合により二方向テープとも呼ばれる。

本明細書において使用される場合、用語「高モジュラス」は、１，０００グラム／デニール（ｇｐｄ）を超えるモジュラスを有する材料を意味する。

本発明による方法で使用される多層構造は、少なくとも１つのアラミド層と、熱可塑性シートまたは不織布のいずれかを含む少なくとも１つの別の層とのあらかじめ組み立てられた構造である。これらの層は、接着剤およびサーモプレス法を用いて互いに積層される。好ましくは、熱可塑性シートは、ＡＳＴＭ Ｄ８８５／Ｄ８８５Ｍ−１０ａ（２０１４）に準拠して測定した場合に少なくとも６０ＭＰａの引張強度を有する。熱可塑性シートは、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、エチレン−メタクリル酸コポリマー（Ｓｕｒｌｙｎ（登録商標）の商品名で販売される）、二方向ポリオレフィンテープ、およびそれらの混合物から選択することができる。好ましくは、熱可塑性シートは、０．２〜２．０ｍｍの範囲の厚さのポリカーボネートでできている。より好ましくは、熱可塑性シートは多方向ポリオレフィンテープでできている。熱可塑性不織層は、ポリエチレン、ポリエステル、ポリプロピレンなどから選択される多種多様な不織材料から選択することができる。好ましくは、熱可塑性不織布は、ＡＳＴＭ Ｄ８８５／Ｄ８８５Ｍ−１０ａ（２０１４）に準拠して測定した場合に少なくとも９００ＭＰａの引張強度を有するヤーンを含む。

本発明による好適なポリオレフィン接着剤は、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８−１３に準拠して測定した場合に７０℃〜１５０℃の融点を有し、ＡＳＴＭ１２３８に準拠し１９０℃において２．１６ｋｇの重りを用いて測定した場合に０．２ｇ／１０分〜１０ｇ／１０分のメルトフロー粘度を有する例えばポリエチレン、エチレンコポリマー、ポリプロピレン、プロピレンコポリマー、および／またはそれらの組合せなどのポリオレフィンから選択することができる。

ポリオレフィン接着剤は、グラフトさせることができる。好適なグラフト剤は、例えば無水マレイン酸、マレイン酸水素アルキル、マレイン酸、フマル酸、フマル酸水素アルキル水素、および／またはそれらの組合せなどのエチレン性不飽和有機酸ならびにそれらのエステル、半エステル、および無水物から選択することができる。

ポリオレフィンがグラフトされる場合、グラフト剤は、ポリオレフィンの全重量を基準として０．１重量パーセント〜３．５重量パーセントで存在する。好適なポリエチレンは、超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、メタロセンポリエチレン（ｍＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）および／またはそれらの組合せから選択することができる。好ましくは、ポリエチレンは線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）である。

好適なエチレンコポリマーは、エチレン酢酸ビニル、エチレン（メタ）アクリレートコポリマー、エチレン（メタ）アクリル酸コポリマーおよびそれらの対応するアイオノマー、エチレンビニルアルコール、および／またはそれらの組合せから選択することができる。ポリオレフィン布の層の間、および／または組立体の両側の上に接着剤を配置するなどの種々の方法で、ポリオレフィン接着剤をポリオレフィン織布の組立体に適切に塗布することができる。

本発明による好適な接着剤は、ポリオレフィンのエチレン系コポリマー、または酢酸ビニル（ＶＡ）もしくはメタクリル酸（ＭＡＡ）などの官能基を有するグラフトポリオレフィンから選択することができる。酸性基は、ナトリウム、カリウム、亜鉛、マグネシウム、リチウムおよびそれらの組合せなどの中和剤で完全にまたは部分的に中和される。本発明への使用に好適な接着剤は、Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ，ＵＳＡよりＳｕｒｌｙｎ（登録商標）の商標で市販されている。

外傷パックは、少なくとも１つのアラミド布層と少なくとも１つの熱可塑性シートまたは熱可塑性不織布層とでできており、前記層はポリオレフィン接着剤を用いて互いに接合される。外傷パックの異なる層は、個々の層の化学的および物理的性質を実質的に変化させずに、接着剤が軟化し、流動し、布層の繊維を被覆するのに十分な圧力および温度において、ある時間の間プレス中で同時に加熱される。

典型的には、外傷パックは、２〜１００ｂａｒの間、より好ましくは１０〜７０ｂａｒの間の圧力でプレスされる。接着剤が適切に流動できるようにするため、温度は、典型的には熱可塑性シートまたは不織布の融点よりも少なくとも約３０℃高い。サーモプレスの時間は、好ましくは１０〜６０分の間であり、パイルの異なる層の数によって決定される。この含浸複合構造は、一定圧力を維持しながら典型的には５０℃まで冷却され、次に周囲条件下で室温まで冷却される。

本発明の一態様は、外傷低減パックであって、
ａ．内面および外面を有する、少なくとも９００ＭＰａの引張強度を有し、４４４〜１１１１ｄｔｅｘ（４００〜１０００デニール）の線密度を有するヤーンを含むアラミド布の少なくとも１つの第１の層と、
ｂ．少なくとも６０ＭＰａの引張強度を有する熱可塑性シート、または少なくとも９００ＭＰａの引張強度を有するヤーンを含む熱可塑性不織布の少なくとも１つの第２の層であって、シートまたは不織布が内面および外面を有する第２の層と、
ｃ．７０〜１５０℃の融点を有するポリオレフィン接着剤とを含み、
少なくとも１つの第１の層と少なくとも１つの第２の層とが、ポリオレフィン接着剤によって互いに接合される、外傷低減パックである。

本発明の一実施形態において、外傷低減パック中のポリオレフィン接着剤はエチレンコポリマーである。

本発明の別の一実施形態において、外傷低減パック中のポリオレフィン接着剤はグラフトポリオレフィンである。

本発明のさらに別の一実施形態において、アラミド布中の繊維は、織られたもの、織られていないもの、一方向、または多方向であってよい。

本発明のさらに別の一実施形態において、熱可塑性シートは、ポリカーボネート、アクリロニトリルブタジエンスチレン、エチレン−メタクリル酸コポリマー、二方向ポリオレフィンテープ、またはそれらの組合せから選択される。

本発明の別の一実施形態において、熱可塑性不織布はポリオレフィンのスパンボンド不織布である。

本発明の別の一実施形態において、ポリオレフィンは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、またはそれらのブレンドもしくはコポリマーである。

本発明の別の一実施形態において、多方向ポリオレフィンテープは、交差して重ね合わせた非繊維状超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）テープである。

本発明のさらに別の一実施形態において、外傷パックは１０００ｇ／ｍ２未満の面密度を有する。

本発明のさらに別の一実施形態において、外傷パックは、１〜４層のパラアラミド布、１〜５層の熱可塑性シート、１〜３層の不織布、および１〜４層のポリオレフィン接着剤を含む。

本発明の別の一態様は、少なくとも１つの外傷パックを含む防護服である。

図面の詳細な説明
図１は：
１．パラアラミド布
２．ポリオレフィン接着剤
３．ポリカーボネートシート
を含むパラアラミド−ポリカーボネートラミネートの断面図である。

図２は：
１Ａ．パラアラミド布の第１の層
２Ａ．ポリオレフィン接着フィルムの第１の層
３．ポリカーボネートシート
２Ｂ．ポリオレフィン接着フィルムの第２の層
１Ｂ．パラアラミド布の第２の層
を含む別のパラアラミド−ポリカーボネートラミネートの断面図である。

図３は：
１Ａ．１０００デニールのパラアラミド布の第１の層
２Ａ．ポリオレフィン接着フィルムの第１の層
３Ａ．６００デニールのパラアラミド布の第１の層
２Ｂ．ポリオレフィン接着フィルムの第２の層
３Ｂ．６００デニールのパラアラミド布の第２の層
２Ｃ．ポリオレフィン接着フィルムの第３の層
１Ｂ．１０００デニールのパラアラミド布の第２の層
を含むパラアラミド−パラアラミドラミネートの断面図である。

図４は：
１．パラアラミド布
２．ポリオレフィン接着剤
３．複数のポリオレフィンシート層
を含む別のパラアラミド−パラアラミドラミネートの断面図である。

図５は、別のパラアラミド−ポリオレフィンラミネートの断面図である：
１Ａ．１０００デニールのパラアラミド布の第１の層
２Ａ．ポリオレフィン接着フィルムの第１の層
３Ａ．スパンボンドポリエチレン不織布の第１の層
２Ｂ．ポリオレフィン接着フィルムの第２の層
３Ｂ．スパンボンドポリエチレン不織布の第２の層
２Ｃ．ポリオレフィン接着フィルムの第３の層
３Ｃ．スパンボンドポリエチレン不織布の第３の層
２Ｄ．ポリオレフィン接着フィルムの第４の層
１Ｂ．１０００デニールのパラアラミド布の第２の層。

図６は：
１Ａ．３３００デニールのパラアラミド布の第１の層
２．ポリオレフィン接着フィルム層
１Ｂ．３３００デニールのパラアラミド布の第２の層
を含むパラアラミド−ポリオレフィンラミネートの断面図である。

試験方法
温度：すべての温度は摂氏温度（℃）の単位で測定した。

線密度：ヤーンまたは繊維の線密度は、ＡＳＴＭ Ｄ１９０７／Ｄ１９０７Ｍ−１２およびＤ８８５／Ｄ８８５Ｍ−１０ａ（２０１４）に記載される手順に基づいて既知の長さのヤーンまたは繊維を計量することによって求めた。デシテックスまたは「ｄｔｅｘ」は、１０，０００メートルのヤーンまたは繊維のグラムの単位での重量として定義される。デニール（ｄ）は、デシテックス（ｄｔｅｘ）の９／１０倍である。

引張特性：試験される繊維は、コンディショニングの後、ＡＳＴＭ Ｄ８８５／Ｄ８８５Ｍ−１０ａ（２０１４）に記載の手順に基づいて引張試験を行った。テナシティ（破断テナシティ）、弾性率、破断力、および破断時伸びは、Ｉｎｓｔｒｏｎ万能試験機上で試験繊維を破断させることによって求められる。

面密度：布層の面密度は、１平方メートルの布、すなわち１ｍ×１ｍの重量を測定することによって求めた。複合構造の面密度は個々の層の面密度の合計によって求めた。

メルトフローインデックスはＡＳＴＭ Ｄ １２３８−１３に従って測定した。

環境コンディショニングプロトコルは、温度および相対湿度がそれぞれ６５±２℃および８０±５％に維持されるチャンバー中で１０日間の環境コンディショニングに防護服を曝露することからなった。コンディショニングした軟質防護服は、背面形跡の弾道試験で試験を行った。軟質防護服の背面形跡の値はコンディショニングの前後で２５ｍｍ未満となるべきである。

外傷試験方法（背面変形またはＢＦＤ）
弾道パックおよび外傷パックを有する防護服をＲｏｍａ Ｎｏ １クレイのクレイボックスに、弾道パックがクレイとは反対側に向くように固定し、次に５メートルの距離から発射され４００±１５ｍ／ｓの速度で移動する９×１９ｍｍ弾（ＯＦＢ、Ｉｎｄｉａ）による弾道衝撃を受けさせた。背面変形は背面形跡とも呼ばれる。弾丸をパックに衝突させた後、クレイ上に形成されたくぼみの深さを測定して、背面形跡（または外傷）として記録した；各試験試料に対して、試験は平均で３つのパネルにそれぞれ４発であった。

層の説明
多層積層複合外傷パックを作製するために、以下の説明の布層および接着フィルムを使用した；
ＫＬ−１は、Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ，ＵＳＡ（以降ＤｕＰｏｎｔ）より商品名Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）パラアラミドで入手可能な平織で、面密度が１９０ｇ／ｍ２であり、１０００デニールの線密度および８．５×８．５エンド／センチメートルを有するポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）ヤーンからなる織布であり、４００×４００ｍｍのシートに切断した。

ＫＬ−２は、ＤｕＰｏｎｔより商品名Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）ＸＰＳ３００で入手可能な面密度が３００ｇ／ｍ２であり、線密度が４００デニールのポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）からなる多方向織布であり、および４００×４００ｍｍのシートに切断した。

ＫＬ−３は、ＤｕＰｏｎｔより商品名Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）ＸＰＳ１０２で入手可能な面密度が５１０ｇ／ｍ２であり、線密度が１０００デニールのポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）からなる多方向織布であり、４００×４００ｍｍのシートに切断した。

ＫＬ−４は、ＤｕＰｏｎｔより商品名Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）パラアラミドで入手可能な平織で、面密度が１６５ｇ／ｍ２であり、６００デニールの線密度および８．５×８．５エンド／センチメートルを有するポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）ヤーンからなる織布であり、４００×４００ｍｍのシートに切断した。

ＫＬ−５は、Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ，ＵＳＡ（以降ＤｕＰｏｎｔ）より商品名Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）パラアラミドで入手可能な平織で、面密度が４４０ｇ／ｍ２であり、３３００デニールの線密度および６．５×６．５エンド／センチメートルを有するポリ（ｐ−フェニレンテレフタルアミド）ヤーンからなる織布であり、４００×４００ｍｍのシートに切断した。

ＩＣ ６００Ｄは、ＤｕＰｏｎｔより入手可能な面密度が９００ｇ／ｍ２の市販のＫｅｖｌａｒ（登録商標）複合布であった。

ＰＥ−１は、ＤｕＰｏｎｔ Ｃｏｍｐａｎｙより商品名Ｔｅｎｓｙｌｏｎ（商標）ＨＳＢＤ ３０Ａで入手可能な面密度が１１１ｇ／ｍ²の超高分子量ポリエチレンでできた二方向テープであった。

ＰＥ−２は、ＤｕＰｏｎｔより商品名Ｔｙｖｅｋ（登録商標）で入手可能な面密度が７３ｇ／ｍ²のスパンボンドポリエチレン不織布であった。

ＰＥ−３は、ＤｕＰｏｎｔより商品名Ｔｙｖｅｋ（登録商標）で入手可能な面密度が１０５ｇ／ｍ²のスパンボンドポリエチレン不織布であった。

ＰＣ−１は、ＳＡＢＩＣ Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ Ｐｌａｓｔｉｃｓより商品名Ｌｅｘａｎ（登録商標）で入手可能な空中密度（ａｅｒｉａｌ ｄｅｎｓｉｔｙ）が１０００ｇ／ｍ²で厚さが０．８ｍｍのポリカーボネートシートであった。

ＰＣ−２は、ＳＡＢＩＣ Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ Ｐｌａｓｔｉｃｓより商品名Ｌｅｘａｎ（登録商標）で入手可能な空中密度（ａｅｒｉａｌ ｄｅｎｓｉｔｙ）が４７５ｇ／ｍ²で厚さが０．３ｍｍのポリカーボネートシートであった。

接着フィルム１は、無水マレイン酸含有量が０．０５〜１．５％の範囲内であり、融点が８５〜１２０℃の範囲内であり、メルトフローインデックスが２〜９ｇ／１０分の範囲内であり、空中密度（ａｅｒｉａｌ ｄｅｎｓｉｔｙ）が５０ｇ／ｍ²である、ＤｕＰｏｎｔより商品名Ｂｙｎｅｌ（登録商標）で入手可能な無水マレイン酸変性線状低密度ポリエチレンであった。

接着フィルム２は、融点が１１５〜１３０℃の範囲内であり、メルトフローインデックスが３〜８ｇ／１０分の範囲内であり、空中密度（ａｅｒｉａｌ ｄｅｎｓｉｔｙ）が５０ｇ／ｍ²である、Ｎｏｌａｘ（登録商標）ＡＧより商品名Ｎｏｌａｘ（登録商標）で入手可能な酢酸ビニルなどの官能基を有するエチレンコポリマーであった。

接着フィルム３は、融点が８０〜１００℃の範囲内であり、メルトフローインデックスが３〜８ｇ／１０分の範囲内であり、空中密度（ａｅｒｉａｌ ｄｅｎｓｉｔｙ）が５０ｇ／ｍ²である、ＤｕＰｏｎｔより商品名Ｓｕｒｌｙｎ（登録商標）で入手可能なメタクリル酸などの官能基を有し亜鉛またはナトリウムの金属イオンで部分的に中和されたエチレンコポリマーであった。

本発明の１つ以上の方法により作製した実施例は数字で示される。対照または比較例は文字で示される。対照Ａを除けば、すべての実施例および比較例は弾道パックおよび外傷パックを含む最終組立体中で試験を行った。組立体の構成は以下の文章および表に記載される。比較例および本発明の実施例に関するデータおよび試験結果は表１〜３に示される。

実施例Ａ
Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙより商品名ＩＣ ６００Ｄで入手可能な面密度が９００ｇ／ｍ²の市販のＫｅｖｌａｒ（登録商標）複合布を外傷パックとして使用した。弾道パックは１１層のＫＬ２を含んだ。

対照Ａ
４００デニールのＫｅｖｌａｒ（登録商標）ヤーンでできており面密度が３００ｇ／ｍ²の多方向織布ＫＬ２の１５層のスタックを弾道パックとして使用し、外傷パックは使用しなかった。

実施例Ｂ
１層の織布ＫＬ１、１層のＰＣ１、および別の１層のＫＬ１（ＫＬ１−ＰＣ１−ＫＬ１）を積層して外傷パックを形成した。このスタックは連結させずに使用し、このスタックの面密度は１３８０ｇ／ｍ²である。弾道パックは９層のＫＬ２を含んだ。

実施例Ｃ
スタック中、織布ＫＬ１の第１の層、接着フィルム１の第１の層、織布ＫＬ４の第１の層、接着フィルム１の第２の層、織布ＫＬ４の第２の層、接着フィルム１の第３の層、およびＫＬ１の織布の第２の層（ＫＬ１−フィルム１−ＫＬ４−フィルム１−ＫＬ４−フィルム１−ＫＬ１）の順序で重ね合わせることによって外傷パックを形成した。予備加熱温度が１１５℃であることを除けば実施例１に記載のように加熱および冷却の能力を有する工業用液圧プレス中で、このスタックを連結させた。スタックを１２５℃に１０分間６０トンで加熱し、次に室温まで冷却して、空中密度（ａｅｒｉａｌ ｄｅｎｓｉｔｙ）が８６０ｇ／ｍ²のラミネート／外傷低減パックを得た。弾道パックは１１層のＫＬ２を含んだ。

実施例Ｄ
スタック中、織布ＫＬ５の第１の層、接着フィルム１の第１の層、および織布ＫＬ５の第２の層の順序で重ね合わせることで外傷パックを形成した。予備加熱温度が１１５℃であることを除けば実施例１に記載のように加熱および冷却の能力を有する工業用液圧プレス中で、このスタックを連結させた。スタックを１２５℃に１０分間６０トンで加熱し、次に室温まで冷却して、空中密度（ａｅｒｉａｌ ｄｅｎｓｉｔｙ）が９３０ｇ／ｍ²のラミネート／外傷低減パックを得た。弾道パックは１１層のＫＬ２を含んだ。

実施例１
スタック中、ＫＬ１の第１の織布、１層の接着フィルム２、および１層のポリカーボネートシートＰＣ１（ＫＬ１−フィルム２−ＰＣ１）の順序で重ね合わせることで外傷パックを形成した。加熱および冷却の能力を有する工業用液圧プレス（１２５℃に予備加熱した金型）中、１４０℃および６０トンで１０分、次に室温まで冷却して、スタックを連結させて、空中密度（ａｅｒｉａｌ ｄｅｎｓｉｔｙ）が１２４０ｇ／ｍ²のラミネート／外傷低減パックを得た。弾道パックは１０層のＫＬ２を含んだ。

実施例２
ＫＬ１およびフィルム２を用いた積層をＰＣシートの両側で行ったことを除けば、実施例１に記載のように外傷パックを形成した。ラミネートの構成はＫＬ１−フィルム２−ＰＣ１−フィルム２−ＫＬ１であり、得られたパックの空中密度（ａｅｒｉａｌ ｄｅｎｓｉｔｙ）は１４８０ｇ／ｍ²であった。弾道パックは９層のＫＬ２を含んだ。

実施例３
ＰＣ１の代わりにＰＣ２を用いたことを除けば、実施例１に記載のように外傷パックを形成した。ラミネートの構成はＫＬ１−フィルム２−ＰＣ２であり、得られたパックの空中密度（ａｅｒｉａｌ ｄｅｎｓｉｔｙ）は７１５ｇ／ｍ²であった。弾道パックは１１層のＫＬ２を含んだ。

実施例４
ＰＣ１の代わりにＰＣ２を用いたことを除けば、実施例２に記載のように外傷パックを形成した。ラミネートの構成は、ＫＬ１−フィルム２−ＰＣ２−フィルム２−ＫＬ１であり、得られたパックの空中密度（ａｅｒｉａｌ ｄｅｎｓｉｔｙ）は９５５ｇ／ｍ²であった。弾道パックは８層のＫＬ２を含んだ。

実施例５
スタック中、織布ＫＬ１の第１の層、接着フィルム１の第１の層、スパンボンドポリエチレンＰＥ２の第１の層、接着フィルム１の第２の層、スパンボンドポリエチレンＰＥ２の第２の層、接着フィルム１の第３の層、およびＫＬ１の織布の第２の層（ＫＬ１−フィルム１−ＰＥ２−フィルム１−ＰＥ２−フィルム１−ＰＥ２−フィルム１−ＫＬ１）の順序で重ね合わせることで外傷パックを形成した。予備加熱温度および成形温度がそれぞれ１１５℃および１２５℃であることを除けば実施例１に記載のように工業用液圧プレス中で、このスタックを連結させて、空中密度（ａｅｒｉａｌ ｄｅｎｓｉｔｙ）が８００ｇ／ｍ²のラミネート／外傷低減パックを得た。弾道パックは１１層のＫＬ２を含んだ。

実施例６
フィルム１の代わりにフィルム２を用いたことを除けば、実施例５に記載のように外傷パック（ＫＬ１−フィルム２−ＰＥ２−フィルム２−ＰＥ２−フィルム２−ＰＥ２−フィルム２−ＫＬ１）形成して、空中密度（ａｅｒｉａｌ ｄｅｎｓｉｔｙ）が８００ｇ／ｍ²のラミネート／外傷低減パックを得た。弾道パックは１１層のＫＬ２を含んだ。

実施例７
フィルム１の代わりにフィルム３を用いたことを除けば、実施例５に記載のように外傷パック（ＫＬ１−フィルム３−ＰＥ２−フィルム３−ＰＥ２−フィルム３−ＰＥ２−フィルム３−ＫＬ１）を形成して、空中密度（ａｅｒｉａｌ ｄｅｎｓｉｔｙ）が８００ｇ／ｍ²のラミネート／外傷低減パックを得た。弾道パックは１１層のＫＬ２を含んだ。

実施例８
ＰＥ２の代わりにＰＥ３を用いたことを除けば、実施例５に記載のように外傷パック（ＫＬ１−フィルム１−ＰＥ３−フィルム１−ＰＥ３−フィルム１−ＰＥ３−フィルム１−ＫＬ１）を形成して、空中密度（ａｅｒｉａｌ ｄｅｎｓｉｔｙ）が８９５ｇ／ｍ²のラミネート／外傷低減パックを得た。弾道パックは１１層のＫＬ２を含んだ。

実施例９
スタック中、織布ＫＬ２の第１の層、１層の接着フィルム１、および５層の二方向ＵＨＭＷＰＥテープＰＥ１（ＫＬ２−フィルム１−ＰＥ１−ＰＥ１−ＰＥ１−ＰＥ１−ＰＥ１）の順序で重ね合わせることで外傷パックを形成した。予備加熱温度および成形温度がそれぞれ１１５℃および１２５℃であることを除けば実施例１に記載のように工業用液圧プレス中で、このスタックを連結させて、面密度が９００ｇ／ｍ²のラミネート／外傷低減パックを得た。弾道パックは１１層のＫＬ２を含んだ。

弾道外傷試験
実施例１、２、５〜９の場合、それぞれスタックを形成するための複数層のＫＬ２と、面密度が１００ｇ／ｍ²であり厚さが４ミリメートルである架橋ポリエチレンを主成分とする２層の非弾道性発泡体ＸＬＰＥとからなる弾道パックの後方に、試験試料の１層のみを配置した。

実施例３および４の場合、それぞれスタックを形成するための複数層のＫＬ２と、面密度が１００ｇ／ｍ²であり厚さが４ミリメートルである架橋ポリエチレンを主成分とする２層の非弾道性発泡体ＸＬＰＥとからなる弾道パックの後方に、２層の試験試料を配置した。

本発明の試験試料は、実施例１〜９による外傷低減パックからなった。

比較試験試料は、実施例１〜９の本発明の試料と同等の面密度を実現するために、対照Ａおよび実施例Ａ〜Ｃによる外傷低減パックからなった。

各スタックを、Ｒｏｍａ Ｎｏ １クレイのクレイボックスに、弾道パックがクレイとは反対側に向くように固定し、次に５メートルの距離から発射され４００±１５ｍ／ｓの速度で移動する９×１９ｍｍ弾（ＯＦＢ、Ｉｎｄｉａ）による弾道衝撃を受けさせた。

弾丸をスタックに衝突させた後、クレイ上に形成されたくぼみの深さを測定し、背面形跡（または外傷）として記録し、結果を表１〜表３に示している。各試験試料に対して、試験は平均で３つのパネルにそれぞれ４発であった。

アラミド−ＰＣラミネートの中で、両側にアラミド層を有するアラミド−ＰＣラミネートを使用してもあまり有用ではなかった。しかし、このようなアラミド−ＰＣ構造はアラミドのみの構造（実施例Ｂ）よりも性能が優れていた。

アラミド−ポリオレフィンラミネートの中で、グラフトから直鎖エチレンコポリマーへの接着フィルムの変更（実施例５〜実施例７）によって、背面形跡が大きく改善され、またより低い面密度からより高い面密度へのポリエチレンの変更（実施例７および実施例８）では背面形跡は改善されなかった。

他方、接着フィルムを用いて複数層の二方向ＵＨＭＷＰＥテープ（Ｔｅｎｓｙｌｏｎ（商標））をＫＬ２層に接着したスタックは、さらなる背面形跡の減少を示した。また、Ｔｅｎｓｙｌｏｎ（商標）は片面に接着層を有したので、この構造の場合は層間に別個の接着層は不要であった。

環境コンディショニング試験結果
各外傷パックを６５±２℃の温度および８０±５％の相対湿度に１０日間曝露した。こうして環境コンディショニングしたパックを次に、以下の方法による背面形成試験のために、複数層のＫＬ２、および面密度が１００ｇ／ｍ²であり厚さが４ミリメートルである架橋ポリエチレンを主成分とする２層の非弾道性発泡体ＸＬＰＥの前の弾道パックの後方に配置した。

このスタックを、Ｒｏｍａ Ｎｏ １クレイのクレイボックスに、弾道パックがクレイとは反対側に向くように固定し、次に５メートルの距離から発射され４００±１５ｍ／ｓの速度で移動する９×１９ｍｍ弾（ＯＦＢ、Ｉｎｄｉａ）の弾道衝撃を受けさせた。

弾丸をスタックに衝突させた後、背面形跡の深さを測定して記録し、結果を表４に示している。各パックに対して、試験は平均で３つのパネルにそれぞれ４発であった。

前述のような外傷パックを有する軟質防護服は、環境コンディショニングの前後に以下の表４に示すような背面形跡を示した。

すべての外傷パックが、環境コンディショニング後でさえも２５ｍｍ未満の背面形跡を示した。

Claims (10)

1. 外傷低減パックであって、
   （ｉ）少なくとも９００ＭＰａの引張強度を有し、４４４〜１１１１ｄｔｅｘの線密度を有するヤーンを含むアラミド布の少なくとも１つの第１の層であって、前記布が内面および外面を有する第１の層と、
   （ｉｉ）少なくとも６０ＭＰａの引張強度を有する熱可塑性シート、または少なくとも９００ＭＰａの引張強度を有するヤーンを含む熱可塑性不織布の少なくとも１つの第２の層であって、前記シートまたは不織布が内面および外面を有する第２の層と、
   （ｉｉ）７０〜１５０℃の融点を有するポリオレフィン接着剤と
   を含み、
   前記少なくとも１つの第１の層と前記少なくとも１つの第２の層とが前記ポリオレフィン接着剤によって互いに接合される、外傷低減パック。
2. 前記ポリオレフィン接着剤がエチレンコポリマーまたはグラフトポリオレフィンである、請求項１に記載の外傷低減パック。
3. 前記布が、織布、不織布、一方向布、または多方向布である、請求項１に記載の外傷低減パック。
4. 前記熱可塑性シートが、ポリカーボネート、アクリロニトリルブタジエンスチレンコポリマー、エチレン−メタクリル酸コポリマー、二方向ポリオレフィンテープ、またはそれらの組合せである、請求項１に記載の外傷低減パック。
5. 前記熱可塑性不織布が、ポリオレフィンのスパンボンド不織布である、請求項１に記載の外傷パック。
6. 前記ポリオレフィンが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、またはそれらのブレンドもしくはコポリマーである、請求項５に記載の外傷パック。
7. 前記多方向ポリオレフィンテープが、交差して重ね合わせた非繊維状超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）テープである、請求項４に記載の外傷パック。
8. １０００ｇ／ｍ²未満の空中密度（ａｅｒｉａｌ ｄｅｎｓｉｔｙ）を有する、請求項１に記載の外傷パック。
9. （ｉ）１〜４層のアラミド布、
   （ｉｉ）１〜５層の熱可塑性シート、
   （ｉｉｉ）１〜３層の不織布、および
   （ｉｖ）１〜４層のポリオレフィン接着剤
   を含む、請求項１に記載の外傷パック。
10. 請求項１に記載の少なくとも１つの外傷パックを含む、防護服。

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